CSP的發(fā)展趨勢及新產(chǎn)品研發(fā)課件

1國內(nèi)外薄板坯連鑄連軋產(chǎn)品開發(fā)現(xiàn)狀及趨勢2轉(zhuǎn)爐薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)HSLC鋼

3薄規(guī)格及超薄規(guī)格熱帶產(chǎn)品開發(fā)

4鐵素體軋制5薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)冷軋用鋼板的技術(shù)分析6薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)高性能、高附加值產(chǎn)品技術(shù)探討7薄板坯連鑄連軋產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵工藝技術(shù)

一、薄板坯連鑄連軋產(chǎn)品開發(fā)問題的探討11國內(nèi)外薄板坯連鑄連軋

產(chǎn)品開發(fā)現(xiàn)狀及趨勢世界上已建成薄板坯連鑄連軋線39條，主要產(chǎn)品：低碳鋼，結(jié)構(gòu)鋼和HSLA鋼（改進(jìn)成形性的HSLA，適用于焊接的細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼，耐侯鋼，特種含磷低合金鋼）；管線鋼（StE480.7，X70）；可熱處理鋼（碳鋼，碳鉻鋼，碳錳鋼，碳錳硼鋼，碳鉻鉬鋼，碳鉻鉬釩鋼）；彈簧鋼（非合金彈簧鋼，合金彈簧鋼）；工具鋼（碳素工具鋼，合金工具鋼）；耐磨鋼（90Mn4）；電工鋼（無取向硅鋼、取向硅鋼）；不銹鋼（鐵素體類，奧氏體類）等。

國外薄板坯連鑄連軋產(chǎn)品開發(fā)2研究開發(fā)趨勢進(jìn)一步拓寬產(chǎn)品范圍

向著微合金高強(qiáng)度鋼、低碳超細(xì)晶高強(qiáng)度鋼、冷成形和冷軋用鋼、不銹鋼、硅鋼、多相鋼、高成形性鋼、高碳鋼和超薄規(guī)格鋼帶等方向發(fā)展

進(jìn)一步提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量

1）提高鑄速：從5.5m/min提到6.7m/min。雙流連鑄CSP產(chǎn)能達(dá)250～

300萬t/a；

2）半無頭軋制和無頭軋制；

3)鐵素體軋制；

4)基于液芯壓下LCR技術(shù)的可調(diào)節(jié)板坯厚度；

5）緊湊式終軋機(jī)組；

6)板形、板厚的高精度軋制、高表面質(zhì)量、高組織性能均勻性。3德國蒂森鋼鐵公司CSP線：低碳鋼（0.02～0.075%C，SAE1006），結(jié)構(gòu)鋼（S235、S275、S355），含微量Nb、V細(xì)晶結(jié)構(gòu)鋼（S420MC和S340MC），HSLA鋼，可熱處理鋼（28Mn6、27MnB5、SAE1050），雙相鋼，無取向硅鋼，IF鋼等。美國紐柯公司的CSP線：開發(fā)生產(chǎn)含Nb系列HSLA產(chǎn)品（HSHA-Nb，HSHA-Nb－Mo，HSHA-Nb－Mo－Ni），σs430～530MPa，σb510～650MPa；卡車車架用鋼σs550MPa，沖擊值187J（20℃）和66J（－20℃）；墨西哥的希爾沙CSP線：熱軋產(chǎn)品可滿足結(jié)構(gòu)型材、汽車板材、鍍鋅板、電工鋼和制管等的市場需求；意大利AST廠：第一家生產(chǎn)不銹鋼的CSP廠，其每年大約生產(chǎn)100萬噸鐵素體和奧氏體類不銹鋼以及硅鋼。4563薄規(guī)格及超薄規(guī)格熱帶產(chǎn)品開發(fā)薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線生產(chǎn)薄規(guī)格（厚度2~1.2mm）超薄規(guī)格（厚度1.2~0.8mm）熱軋帶鋼具有獨(dú)特優(yōu)勢；薄板坯溫度可達(dá)1100～1150℃，高于傳統(tǒng)軋機(jī)中間帶坯的溫度；沿寬度和長度方向的溫度都很均勻；可實(shí)現(xiàn)半無頭軋制工藝生產(chǎn)超薄規(guī)格熱帶；

SMS公司推出了以生產(chǎn)超薄規(guī)格熱帶產(chǎn)品為主的薄板坯連鑄連軋半無頭軋制生產(chǎn)線，其中0.8~3.0mm的薄帶鋼占60%以上；利用達(dá)涅利公司的fTSR技術(shù)在埃及安裝的生產(chǎn)線可軋制0.8mm的超薄規(guī)格帶鋼。7目前墨西哥Hylsa的CSP線每月都在供應(yīng)厚度在0.9mm的超薄規(guī)格熱帶產(chǎn)品；美國ACME平均厚度為2mm；西班牙ACB月產(chǎn)約2萬噸厚度小于1.5mm的薄規(guī)格帶；蒂森2002年產(chǎn)品的平均厚度為1.8-2.0mm,泰國2mm以下占70%,1.5mm占50%。珠鋼CSP線已成功軋出1.0mm薄帶產(chǎn)品，厚度≤2.0mm的熱軋薄規(guī)格集裝箱板帶高達(dá)40%以上，唐鋼已成功軋制出0.8mm超薄規(guī)格帶，漣鋼已成功軋制出0.78mm超薄規(guī)格帶。我國現(xiàn)已投產(chǎn)的七條薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線的軋機(jī)裝備水平和控制技術(shù)，都可以軋制2mm以下的薄規(guī)格板帶。初步估計(jì)，以熱代冷薄規(guī)格可占冷軋品種的20－30％。

84鐵素體軋制鐵素體軋制具有許多有利點(diǎn)：擴(kuò)大產(chǎn)品品種規(guī)格范圍、提高板帶的質(zhì)量性能、提高金屬收得率和延長軋輥壽命，等。

可進(jìn)行鐵素體軋制的鋼種有：低碳鋼LC微碳鋼ELC（0.015~0.04%C,0.3%Mn）；超低碳鋼ULC和無間隙原子鋼IF（<0.005%C,<0.3%Mn）。

9實(shí)現(xiàn)鐵素體軋制的關(guān)鍵：在粗軋與精軋之間要有強(qiáng)力冷卻系統(tǒng)，使粗軋后進(jìn)入精軋機(jī)組之前板坯的溫度降到Ar3以下（通常約在830~860℃）；精軋終了溫度在750~810℃，卷取溫度在65O℃以上；在軋制過程中要配以潤滑軋制等相應(yīng)的工藝控制措施，以提高板帶的組織均勻性、成形性能、表面質(zhì)量和良好的板形。

10采用鐵素體軋制的主要特點(diǎn)為：

①可避免在γ→α兩相區(qū)軋制，使軋制變形均勻，板形良好，生產(chǎn)控制比較容易和穩(wěn)定，此外，還可使帶鋼的力學(xué)性能均勻；②減少氧化鐵皮的產(chǎn)生和工作輥的磨損，提高了帶鋼的表面質(zhì)量，降低了輸出輥道上冷卻水消耗；③可以作為新一代鋼鐵材料生產(chǎn)的手段，通過低溫加工使鋼材的性能得到提高，可以少加或不加合金元素而得到高強(qiáng)度、高性能鋼；④鐵素體軋制配合良好的工藝潤滑可顯著提高板材的深沖性能（提高r值）。

115薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)冷軋用鋼板的技術(shù)分析

我國現(xiàn)有冷連軋及單機(jī)架可逆機(jī)組共23套，產(chǎn)能1424萬t，2005年將增至37套，產(chǎn)能將達(dá)3094萬t。2005年以后，我國冷軋/熱軋比只能達(dá)到49％。從我國目前熱、冷軋板帶市場需求情況和熱軋、冷軋板的生產(chǎn)能力來看，熱軋板的生產(chǎn)能力大大高于冷軋能力。因此，薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線的產(chǎn)品去向比例，必然要有一定量的熱軋板作冷軋板原料。

產(chǎn)量/萬噸2003－2005年我國熱軋、冷軋板帶產(chǎn)量12從薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)的低碳鋼板性能來看，普遍存在屈服強(qiáng)度較高的問題，這對用作冷軋?jiān)蠋砩a(chǎn)上的困難。解決的方法，一方面可以從冶金成分設(shè)計(jì)和軋制、冷卻工藝控制上來進(jìn)行調(diào)整，以降低屈服強(qiáng)度；另一方面，可生產(chǎn)低屈服強(qiáng)度的微碳鋼（ELC）、超低碳（ULC、IF）冷軋深沖鋼板，并發(fā)揮其深沖性能好，各向異性小的優(yōu)勢以生產(chǎn)高強(qiáng)度高性能冷軋深沖板。綜合考慮，薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線生產(chǎn)冷軋用熱帶鋼的比例以30～50％為宜。

13薄板坯連鑄連軋工藝生產(chǎn)軟鋼的產(chǎn)品要求及應(yīng)用范圍

146薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)高性能、高附加值產(chǎn)品的技術(shù)探討

從薄板坯連鑄連軋的技術(shù)發(fā)展來看，研究開發(fā)和生產(chǎn)IF鋼、高性能無取向及取向硅鋼、不銹鋼、多相鋼，高強(qiáng)度管線鋼（≥X80）、熱軋酸洗板、熱軋鍍鋅板、各向同性沖壓板、高強(qiáng)度深沖板、高表面質(zhì)量沖壓板、高成形性鋼板、高精度（尺寸及形狀）鋼板等高性能、高附加值產(chǎn)品是有條件和有可能的。

15CSP工藝生產(chǎn)高強(qiáng)度多相鋼要求16CSP工藝生產(chǎn)高強(qiáng)度管線鋼要求17薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)TRIP鋼

北京科技大學(xué)康永林、于浩等在實(shí)驗(yàn)室模擬薄板坯連鑄連軋工藝生產(chǎn)了C-Si-Mn系TRIP鋼abdc

試驗(yàn)TRIP鋼軋件照片18試驗(yàn)TRIP鋼的工藝路線：熔煉，真空感應(yīng)爐合金化澆注，球墨鑄鐵模65×100×150mm保溫并運(yùn)輸至熱軋機(jī)脫模溫度>900℃1150℃均熱30min熱軋1050-820℃，6道次65—6mm軋后冷卻A-F區(qū)：空冷到700℃，A-B區(qū)：700℃水冷至500℃模擬卷取500℃保溫60min，空冷19試驗(yàn)TRIP鋼的化學(xué)成分（wt%）：元素CSiMn設(shè)計(jì)成分0.201.201.40化驗(yàn)成分C610.201.081.27C620.201.091.26C630.201.031.21C640.201.071.2520試驗(yàn)TRIP鋼的力學(xué)性能：拉伸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)21試驗(yàn)TRIP鋼的力學(xué)性能：屈強(qiáng)比22試驗(yàn)TRIP鋼的組織：a20μm10μmbFArB

試驗(yàn)鋼的顯微組織(a)光學(xué)顯微鏡照片(b)掃描電鏡照片23試驗(yàn)TRIP鋼的組織：F

Ar

B

Ar：5.13%，F(xiàn)：57.67%，B：37.20%24試驗(yàn)TRIP鋼的斷口：20μm251）鋼水成分及潔凈度控制2）連鑄坯組織及表面質(zhì)量控制

①鑄態(tài)組織和成分偏析；②夾雜物數(shù)量、尺寸及分布控制；③鑄坯表面缺陷控制；④表面氧化皮控制

無缺陷表面內(nèi)部裂紋（*）偏析(*)低碳鋼99.0%100%<1o100%<1o包晶鋼98.0%100%<1o100%<1o中碳鋼99.0%100%<1o100%<1o高碳鋼98.5%100%<1o100%<1o低碳鋼HSLA98.5%100%<1o100%<1o中碳鋼HSLA99.0%100%<1o100%<1o意大利達(dá)涅利公司的連鑄機(jī)所生產(chǎn)的薄板坯質(zhì)量(*)數(shù)值按曼內(nèi)斯曼標(biāo)準(zhǔn)

主要工藝控制技術(shù)：263）鑄坯加熱工藝控制TSCR工藝中鑄坯溫度的高均勻性以及板卷基本無頭尾溫差，半無頭軋制帶卷全長和批量間性能的高穩(wěn)定性，對于生產(chǎn)IF鋼等高質(zhì)量、高組織均勻性板材來說，具有明顯的優(yōu)勢。4)表面氧化皮控制需要通過合理的加熱制度、爐內(nèi)氣氛控制及提高除鱗水壓力和除鱗效率來解決5）熱連軋過程控制精軋機(jī)組的板形板厚控制精度和水平等于或高于傳統(tǒng)流程的精軋控制技術(shù)，精軋機(jī)帶鋼開軋溫度偏差可在±10℃，終軋溫度的保證偏差可在±15℃，可完全確保生產(chǎn)帶鋼的尺寸和形狀的高精度化。

6）層流冷卻及卷取溫度控制TSCR線的層流冷卻系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)快速冷卻、冷速精確可控，并可保證薄板在長度及寬度方向上溫度均一；卷取溫度的保證偏差，本體可達(dá)±16～20℃，端部溫度偏差在±24℃，可以滿足高質(zhì)量、高性能鋼板所要求的冷卻能力和冷卻方式及性能穩(wěn)定性要求。278薄板坯連鑄連軋產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵工藝技術(shù)

冶煉工藝，控制要點(diǎn)為：HSLC鋼的低氮和低自由氮控制，轉(zhuǎn)爐-CSP流程更適合生產(chǎn)HSLC鋼MnS濃度積控制終點(diǎn)碳控制最佳Al及溶解氧含量控制最佳微合金元素的設(shè)計(jì)與精確控制

連鑄工藝，控制要點(diǎn)為：

無缺陷高表面質(zhì)量鑄坯的生產(chǎn)技術(shù)包晶鋼連鑄技術(shù)凝固冷卻過程中的氧化物、硫化物夾雜及析出物的控制

28熱連軋工藝過程控制，控制要點(diǎn)為：熱連軋過程動態(tài)再結(jié)晶及非再結(jié)晶區(qū)奧氏體組織及形變過程析出控制技術(shù)

結(jié)合機(jī)架中間冷卻的熱連軋過程動態(tài)優(yōu)化技術(shù)熱連軋過程高效潤滑技術(shù)半無頭軋制技術(shù)薄規(guī)格及超薄規(guī)格穩(wěn)定軋制控制技術(shù)高精度板形及板厚控制技術(shù)熱連軋工藝過程的智能控制技術(shù)層流冷卻工藝控制，控制要點(diǎn)為：高精度、高均勻性層流冷卻工藝控制技術(shù)

可針對不同鋼種及成品規(guī)格組織性能要求的智能型層流冷卻工藝控制技術(shù)此外還有雙鑄機(jī)雙流的智能型加熱爐物流調(diào)控技術(shù)、連鑄連軋組織性能預(yù)報(bào)技術(shù)以及建立適合于薄板坯連鑄連軋鋼種的材料數(shù)據(jù)庫和用于材料組織性能控制的模型庫，等

29工藝措施控制電爐下渣量，應(yīng)小于4kg/t穩(wěn)定的鋼鐵料收得率，控制留鋼量定期更換出鋼口，出鋼時間≮2.5min提高終點(diǎn)一次命中率正確使用鋼包底吹A(chǔ)r技術(shù)，從精煉開始至結(jié)束吹A(chǔ)r強(qiáng)度由強(qiáng)至弱，流量從150L/min→50L/min白渣精煉，控制爐渣堿度R≥3.5，（FeO+MnO）＜1%鈣處理，對夾雜物變性，控制鋼中夾雜物成份，保證單一Al2O3＜10%軟吹氬時間3低氧鋼水的冶煉與控制30精煉前后渣成分及全氧量的變化

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鋼中夾雜Al含量控制

%（Al2O3）I=TAl%—%（Al2O3）l

%（Al2O3）I——鋼水中Al2O